De resultaten van de analyse van het team konden verscheidene toepassingen hebben. „Onze statistische analyse kan nuttig zijn in het voorspellen van welke ziekte-veroorzaakt microsatellites waarschijnlijk zullen hoge tarieven veranderingen van DE hebben novo,“ bovengenoemde Makova. De veranderingen van DE novo zijn die die voor het eerst in een familie voorkomen.
Naast het zijn van waarde aan medische genetici, zei Makova de resultaten aan forensische geneeskundedeskundigen en behoudsgenetici nuttig kunnen zijn. Omdat microsatellites onder individuen in gezonde bevolking hoogst veranderlijk zijn, kunnen zij door forensische geneeskundedeskundigen worden gebruikt om misdadigers te identificeren. Op dezelfde manier kunnen de behoudsgenetici een gebrek aan microsatelliteveranderlijkheid onder individuen in een groep gebruiken om bevolking te onderscheiden die met lage genetische diversiteit wordt bedreigd. Door de belangrijkste factoren te identificeren die tot microsatelliteveranderlijkheid bijdragen -- de capaciteit van microsatellite te veranderen -- het onderzoek van het team kan wetenschappers helpen aan te wijzen microsatellites die voor hun onderzoeksgebied bijzonder belangrijk zijn.
„Er zijn rapporten erop wijzen die geweest dat de individuele factoren microsatellite veranderlijkheid zouden kunnen beïnvloeden, maar niemand heeft bekeken hoe deze factoren met elkaar in wisselwerking staan en die de factoren belangrijker zijn,“ bovengenoemde Makova. „Dit is de eerste studie om veelvoudige factoren samen te brengen die microsatellite evolutie beïnvloeden.“
In het bijzonder, onderzocht de groep, die ook Yogeshwar Kelkar omvatte, een gediplomeerde student in het Integratie Gediplomeerde Programma van Biologische wetenschappen, Svitlana Tyekucheva, een gediplomeerde student in statistieken, en Francesca Chiaromonte, een verwante professor van statistieken, patronen van evolutieve verandering in herhaalde DNA. Een voorbeeld is de microsatelliteopeenvolging ACACACACAC. Het herhalingsaantal van deze voorbeeldopeenvolging is vijf; met andere woorden, komen de herhaalde nucleotiden A en C (adenine en cytosine) samen voor vijf keer, is elke herhalingslengte twee, en de lengte van volledige microsatellite is 10. Het team vond dat deze drie factoren -- herhaal aantal, herhaal lengte, en microsatellite lengte -- waren de meest significante factoren die microsatellite veranderlijkheid beïnvloeden.
Het het onderzoekteam van Makova onderzocht het tarief van evolutie van microsatellites door die in het menselijke genoom met vergelijkbare microsatellites in het chimpanseegenoom tegenover elkaar te stellen. Microsatellites die tussen de twee species verschilde werd overwogen om evolutieve veranderingen ondergaan te hebben die door veranderingen worden bewerkstelligd. De groep, daarom, kon de graad van verschil tussen de twee species als volmacht voor het veranderingstarief specifieke microsatellites gebruiken.
Zodra de wetenschappers microsatellites identificeerden die hoge veranderingstarieven hadden, hadden zij tot doel om te bepalen welke factoren van de veranderingen de oorzaak waren. Naast het vinden dat microsatellite de lengte, aantal, herhaalt en herhaalt de lengte belangrijk was, vonden zij ook drie meer factoren die veranderlijkheid beïnvloeden: herhaal samenstelling, plaats op geslachtschromosomen tegenover chromosomen betrokken niet bij geslachtsbepaling (autosomen), en plaats binnen tegenover opeenvolgingen van buitenkant de mobiele DNA (opeenvolgingen Alu).
De „analyse bevestigde wat wij,“ bovengenoemde Makova verwachtten. De „veranderlijkheid stijgt met herhalingsaantal en microsatellite lengte, waarschijnlijke wegens een verhoogde waarschijnlijkheid van slip [het proces waardoor twee bundels van DNA verkeerd anders groeperen]. Nochtans, realiseerden wij enkel niet hoe sterk de verhouding was. Afhankelijk van het aantal herhalingen, herhaalt de veranderlijkheid van microsatellites met het zelfde meer dan 100 keer gevari?ërde lengte!“
Naast deze ontdekkingen, vond het team dat de veranderlijkheid met herhalingslengte vermindert, misschien omdat, voor een vaste langere lengte, herhaalt wijs op een lager herhalingsaantal en de veranderlijkheid is lager voor microsatellites met lagere herhalingsaantallen. Bij kortere lengten, verklaarde efficiënt de mechanismenfunctie van Makova, het corrigeren van DNA en reparatie betrouwbaarder en.
Het team ontdekte ook dat de herhalingssamenstelling een significante voorspeller van microsatelliteveranderlijkheid was. Bijvoorbeeld, was de veranderlijkheid hoger voor opeenvolgingen met herhaalde A's dan voor opeenvolgingen met herhaalde C's bij lage herhalingsaantallen. Onder microsatellites met herhalingsgrootte van twee, BIJ (adenine en thymine) had de hoogste veranderlijkheid. AG (adenine en guanine) had hogere veranderlijkheid dan AC voor herhalingen groter dan 15. Het team schreef deze verschillen aan de sterkte van waterstofbanden tussen toe de twee nucleotiden -- de basissubeenheid van DNA -- en aan de capaciteit van microsatellites aan krulrug op zich in een „haarspeld“ vorm.
Tot slot onderzochten de onderzoekers de gevolgen binnen voor veranderlijkheid van een plaats van microsatellite tegenover buitenopeenvolgingen Alu. „Wij waren verrast om te vinden dat het effect van plaats in opeenvolgingen Alu slechts voor mononucleotide microsatellites duidelijk is [microsatellites met slechts één soort nucleotide; bijvoorbeeld, AAAAAA],“ bovengenoemde Makova. De „veranderlijkheid was hoger toen mononucleotide de opeenvolgingen met lage herhalingsaantallen binnen waren of met opeenvolgingen Alu.“ overlapten
Naast het hier beschreven werk, omvat het document van het team van Makova een aantal extra ontdekkingen. „De instabiliteit Microsatellite wordt betrokken bij kanker en talrijke neurologische ziekten,“ bovengenoemde Makova. „Onze bevindingen zullen aan onderzoekers die deze ziekten bestuderen, evenals aan forensische geneeskundedeskundigen, behoudsgenetici, en andere specialisten nuttig zijn die microsatellites.“ gebruiken
Dit onderzoek werd gesteund door de Nationale Instituten van Gezondheid.
[Sara LaJeunesse/B K K]
CONTACTEN:
Kateryna D. Makova: (+1) 814-863-1619, kdm16@psu.edu
Barbara Kennedy (PIO): (+1) 814-863-4682, science@psu.edu |
